Ausstellernews Swiss Plastics Expo 2023

TELSONIC AG
Innovative Ultraschalltechnologie aus der Schweiz

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Die Schweizer Telsonic Gruppe ist seit 1966 mit industriellen Ultraschall-Lösungen in Europa, Amerika und Asien vertreten. Ständige Innovationen tragen dazu bei, dass sich Telsonic in vielen Anwendungen einen Vorsprung erarbeitet hat der Kunden Mehrwert bietet. Mit über 250 hochqualifizierten Mitarbeitern ist das inhabergeführte Unternehmen auf das Kunststoff- und Metallschweissen, sowie das Reinigen und Sieben mit Ultraschall spezialisiert. Weltweit schätzen Kunden, unter anderem in den Branchen Automobil, Verpackung und der Medizintechnik, die umfassende Dienstleistungen und das breite Sortiment an Ultraschallkomponenten für den Anlagenbau sowie die kompletten Schweissanlagen.

Telsonic AG - Hauptsitz

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Anwendungsbereiche

Wir sind in folgenden Bereichen tätig
• Kunststoffschweissen >>>
• Metallschweissen >>>
• Schneiden >>>
• Sieben >>>
• Reinigen >>>

Schweissen von Kunststoffen mit Ultraschall - Infos >>>

Das Ultraschall Kunststoffschweissen kann bei praktisch allen thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt werden. Bei der FĂĽgenahtgestaltung von WerkstĂĽcken aus teilkristallinen Kunststoffen muss berĂĽcksichtigt werden, dass sich das Schweissverhalten dieser Kunststoffart vom amorphen Kunststofftyp wesentlich unterscheidet. Neben dem bewährten longitudinalen Schweissverfahren bieten wir exklusiv das  torsionale Ultraschallschweissen mit SONIQTWIST®, welches sich durch geringste Bauteilbelastung auszeichnet.

Siegeln mit Ultraschall bietet optimale Voraussetzungen zum Verarbeiten von beschichtetem Kartonmaterial. Dabei liegt der besondere Vorteil darin, dass der Ultraschall selbst durch die unterschiedlichsten Laminatkonstruktionen direkt bis zur (inneren) Siegelschicht ĂĽbertragen wird. SONIQTWIST® ist die neue Ultraschall-Siegeltechnologie fĂĽr zum Beispiel Behälter und Dosen. Das von uns entwickelte, patentierte Torsional-Verfahren definiert das Ultraschallsiegeln und Schweissen komplett neu.

Anwendungsbereiche

Nieten:
Wie beim Ultraschall-SchweiĂźen dient beim Ultraschall-Nieten die Sonotrode zur Ăśbertragung der mechanischen Schwingungsenergie auf den Nietzapfen.
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Torsionales Schweissen:
Es handelt sich hier um ein Hochfrequenz Reibschweissen. Die Schwingungen werden tangential eingeleitet.
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(Getränke-)kartons
Siegeln mit Ultraschall bietet optimale Voraussetzungen zum Verarbeiten von beschichtetem Kartonmaterial.
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Bördeln:
Wie in der Metallbearbeitung können auch Formteile aus Kunststoff gebördelt werden.
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Einbetten von Metallteilen:
Gewindeeinsätze, Gewindestifte oder andere Metallteile können mittels Ultraschall in thermoplastische Kunststoffe eingebettet werden.
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Becher, Schalen, Trays und Blister
Das Ă–ffnungsverhalten von Verpackungen spielt fĂĽr die Produktakzeptanz des Kunden eine wesentliche Rolle.
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Schweissen:
Der Energierichtungsgeber hat die Aufgabe, die Plastifizierung der Fügefläche durch Energiekonzentration schnell einzuleiten.
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Punktschweissen:
Das Ultraschall-Punktschweißen wird überwiegend dort eingesetzt, wo z.B. flächige Formteile ohne Nahtvorbereitung (EBG) verbunden werden sollen.
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Beutel mit Zusatzfunktionen:
Vielzahl von Möglichkeiten für Beutelverpackungen: Ausgiesser, Ventile, Kartonreiter, usw.
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Telsonic - Keramiksubstrat
Keramiksubstrat


Metallschweissen - patentierte Technologie von TELSONIC - Infos >>>
TELSONIC beschreitet einen innovativen Weg zu neuen Lösungen im Ultraschallmetallschweissen. Unsere leistungsstarken Systeme und die einzigartige Torsionaltechnologie erweitern das Leistungsspektrum im Metallschweissen und ermöglichen das Verschweissen einer breiten Palette von Werkstoffen, Formen und Abmessungen, die zuvor außerhalb der Möglichkeiten des Ultraschallmetallschweissens lagen.

Anwendungsbereiche

Kabelbaum und Terminal:
Einwandfreie elektrische Leitfähigkeit durch die Ultraschall-Kontaktierung für elektrische Verbindungen in Kfz-Kabelbäumen.
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Batterien:
Bei Batterien wird durch lineares und torsionales Schweissen ein breites Spektrum von Anwendungen ermöglicht.
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Leistungselektronik IGBT:
Beim Ultraschallschweissen auf Keramik-Substrate bietet die torsionale Technologie grosse Vorteile.
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Telsonic - Al Kabel auf Winkel Terminal
Al Kabel auf Winkel Terminal


Schneiden, Trennschweissen mit Ultraschall - Infos >>>

Trennen von Festmaterialien
Eine mit Ultraschall vibrierende Messerklinge hat die Eigenschaft unter minimalstem Widerstand in das Schneidgut einzudringen und dieses abfallfrei und präzise zu trennen.

Vliesstoffe und Gewebe, vor allem für Filter, müssen heute wirtschaftlich und prozesssicher gefertigt werden. Mit unserer Ultraschalltechnologie trennen Sie sauber und schnell, und verschweissen die Ränder ästhetisch und zuverlässig. Speziell für die Anwendung konstruierte Sonotroden und Schweissambosse ermöglichen die Herstellung von fast jeder beliebigen Form, was unsere Kunden in den Bereichen Medizintechnik, Kosmetik, Reinigung und Maschinenbau sehr schätzen.

Anwendungsbereiche

Konturschneiden in einem Hub:
Mikrofeines Verschweissen der Faserenden und nachträgliches Trennen in einem Vorgang.
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Kontinuierlich / Diskontinuierlich:
Sauberes Versiegeln und Trennen von Geweben und Vliesen im Endlosbetrieb unabhängig der Fahrgeschwindigkeit.
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Schneiden und aufschweissen:
Ausschneiden von Filterteilen und aufschweissen auf thermoplastisches Trägermaterial in einem Folgeprozess.
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Trennen von Festmaterialien:
Trennen von Blockmaterialien wie Elastomere und Schaumstoffe: Schnell, kraftarm, rĂĽckstandsfrei.
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Portionierung:
schnell, kraftarm, rĂĽckstandsfrei, mit Ultraschall als Vorstufe von Verpackungsprozessen
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Telsonic - Löcher Stossfänger ausstanzen
Löcher Stossfänger ausstanzen


Ultraschallsieben im Detail erklärt - Infos >>>


Die Anforderungen im industriellen Siebprozess sind komplexer, die Pulver feiner, die Durchlaufzeiten kürzer und die Trennschärfen enger geworden. Anlagenbauer stossen bei den hohen technischen Anforderungen mehr und mehr an ihre Grenzen. Ultraschallverfahren bieten Lösungen. Ultraschall-Systeme regen feinste Siebgewebe an, erhöhen Durchsatzmengen oder verbessern dank der permanenten Abreinigung des Siebes die Trennschärfe des Siebgutes.

In Siebanlagen integrierte Ultraschall-Komponenten verhindern die Verstopfung des Siebgewebes. Der Durchsatz wird erhöht und die  Trennschärfe des Siebgutes verbessert. Die optimierten Resonanz-Systeme von TELSONIC holen mit dem geringsten Aufwand das Maximum heraus. Selbst feinstes Siebgewebe erfĂĽllt die Anforderungen.

TELSONIC ist mit rund 20 Jahren Erfahrung der Spezialist im industriellen Sieben.



Anwendungsbereiche

Schutzsieben:
Ziel der Schutzsiebung ist ein hoher Durchsatz in kurzer Zeit.
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Klassifizieren:
Das saubere Auftrennen und Einteilen in die gewünschte Korngrösse ist eine komplexe Aufgabe für den Siebanlagenhersteller
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Entstauben
Beim Entstauben werden feine Staubpartikel mit Ultraschall vom Siebgut getrennt.
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Sieb-Analysen
Mit Sieb-Analysen wird die Fraktionierung des Siebgutes bestimmt
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Telsonic - Siebgenerator SG47
SONOSCREEN®plus Generator SG47 und Siebresonator


Ultraschallreinigung mit implodierenden Gasbläschen - Infos >>>


Die Ultraschall-Reinigung ist im industriellen Fertigungsprozess nicht mehr wegzudenken. Die Beseitigung von Verschmutzungen ist wichtig fĂĽr die Prozesssicherheit, bereitet weitere Prozessschritte vor oder eignet sich zur End- reinigung von Produkten.

TELSONIC's vielfältig einsetzbare Ultraschall-Komponenten erfüllen die Bedürfnisse der immer komplexeren Applikationen unserer Kunden optimal. Sie lassen sich trotz hoher Produktanforderungen flexibel in automatisierte Reinigungsanlagen integrieren.
 
TELSONIC verfĂĽgt seit Jahrzehnten ĂĽber fundierte Erfahrung in der industriellen Reinigung und entwickelt ihre Produkte laufend weiter.  Mit den Ultraschallkomponenten von TELSONIC lassen sich komplexe Teileformen (z.B. auch Sacklöcher) optimal und porentief reinigen.

Anwendungsbereiche

Zwischenreinigung:
FĂĽr nachfolgende Prozessschritte bedarf es oft einer Zwischenreinigung der zu bearbeitenden Teile.
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Endreinigung:
Ein KundenbedĂĽrfnis ist es perfekt gereinigte Teile zu liefern.
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Wartungsreinigung:
Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, müssen Maschinen und Werkzeuge stetig gewartet werden.
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Restschmutzbestimmung
Ultraschallkomponenten gewährleisten die bestmögliche Entfernung von nach der Produktion verbliebenen Restverschmutzungen.
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Telsonic - Reinigung Motoreneinheit
Reinigung Motoreneinheit


PRODUKTE

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Produktspektrum >>>

Ultraschallpressen - Infos
>>>

Ultraschall-Schweisssysteme TSP
SONIQTWIST® - das torsionale Ultraschall-Schweissverfahren fĂĽr höchste AnsprĂĽche

Das von Telsonic entwickelte und patentierte torsionale Schweissver­fahren ist ein äusserst schonendes Verfahren der Energieeinbringung, das den ungewollten Schwingungs­eintrag in das Schweissobjekt stark vermindert. Somit ist es z.B. auch möglich, empfindliche Produkte wie Sensoren schonend zu schweis­sen.

Telsonic - Ultraschall-Schweisssysteme TSP


Sonotroden - Infos >>>

Sonotroden sind Ultraschallschweisswerkzeuge, die durch das Einleiten von hochfrequenten mechanischen Schwingungen in Resonanz versetzt werden. Die Sonotrodenkonstruktion erfolgt mittels Finite-Element-Methode (FEM) und garantiert daher stets optimales Schwingverhalten und lange Lebensdauer.

Booster
Ein wesentlicher Bestandteil des Schwinggebildes sind Booster, auch Amplitudentransformationsstücke genannt. Diese vergrößern oder verringern die vom Konverter bereitgestellte Amplitude (Schwingweite) und leiten diese an die Sonotrode weiter. Die Amplitude kann dabei je nach Schweissteil differieren. Eine Vielzahl von Boostern in verschiedensten Übersetzungen (Transformationen) runden unser Komponentenprogramm ab.

Telsonic - Sonotroden


Ultraschallgeneratoren - Infos >>>

Digitaler Ultraschall-Schweissgenerator MAG
Kompakte Bauform fĂĽr die Integration in automatisierte Schweissanlagen

Die Ultraschallgenerator-Familie MAG von Telsonic ist prädestiniert zur Lösung einfacher und anspruchsvoller Schweiss- und Trennaufgaben in Produktionslinien, Einzelarbeitsplätzen und Sonderanlagen. Typische Einsatzgebiete sind das Schweissen von Kunststoffen und Buntmetallen, das Trennschweissen von Vliesen oder Portionieren von Lebensmitteln.

Telsonic - Digitaler Ultraschall-Schweissgenerator MAG


Ultraschallsteuerungen - Infos >>>

Telso®Flex Steuerung fĂĽr den Anlagenbau
Die universelle Steuerung fĂĽr die professionelle Ultraschall-Verbindungstechnik
Die Ultraschall-Schweissprozesssteuerung CB6 ermöglicht die einfache Integration in Automationslinien. Zusammen mit der zukunftsweisenden Software Telso®Flex profitieren sie von der modernsten Bediensoftware. So steigern sie ihre Effizienz durch die ĂĽbersichtliche Visualisierung. Ăśber die moderne und standardisierte Daten-Schnittstelle OPC-UA stehen alle relevanten Funktionen, Parameter und Resultate zur VerfĂĽgung. Vollen Zugriff auf die Bedienoberfläche erhalten sie zusätzlich auch ĂĽber das verschlĂĽsselte VPN-Protokoll. So kann der Anlagenstatus aus der Ferne geprĂĽft und der Bediener unterstĂĽtzt werden.

Telsonic - Ultraschallsteuerungen


Siebresonatoren - Infos >>>

Siebresonatoren
Perfekte Abstimmung fĂĽr optimale Siebresultate

Der Telsonic Siebresonator wurde für den Einsatz in Siebmaschinen entwickelt. Der Resonator verteilt den Schall optimal über das gesamte Siebgewebe. Die ständige Abreinigung des Gewebes erhöht die Siebleistung, minimiert den Materialstress und verhindert die Pulveranbackung am Gewebe und an anderen Bauteilen.

Die Resonatoren sind mit fixen oder verschraubten Konvertern erhältlich und sind für Ex-Zonen zertifiziert. Um einen ungestörten Pulverfluss zu gewährleisten, ist es möglich den Konverter ausserhalb der Siebmaschine anzubringen.

Telsonic - Siebresonatoren


Ultraschallmesser - Infos >>>

Schneiden, Trennen mit Ultraschall
Ultraschallmesser haben in den letzten Jahren breiten Einzug in die Textil- und Lebensmittelindustrie gehalten. Ultraschallschneidesysteme können für die präzise Zuschneidung von Textilien, Gummi, thermoplastischen Folien, gewebten und nicht gewebten Stoffen, sowie diverse Lebensmittel verwendet werden. Dabei gibt es sowohl mobile Handheld-Einheiten als auch Systeme, die in automatisierte Maschinen integriert werden können.

Die Vorteile von ultraschallvibrierenden Messern sind: sehr präzise Schnitte, druckfreies Schneiden, wodurch eine Verformung von weichem Schnittgut (z.B. Kuchen) vermieden werden kann, gleichzeitiges Verschweissen der Schnittkante bei bestimmten Materialien, sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten und deutlich reduzierter Reinigungsaufwand.

Telsonic - Ultraschallmesser


Handschweissgeräte - Infos >>>

Ultraschall-Handschweissgerät HandyStar Energy
Die Lösung für manuelle Ultraschall-Schweissen, Nieten, Bördeln, Verdämmen und Schneiden

Der HandyStar Energy kann für eine Vielzahl an Applikationen verwendet werden. Ideal geeignet für Handarbeitsplätze oder als Einstiegsgerät löst er Ihre Ultraschallanwendung. Typischerweise sind dies Punktschweissungen, Nieten, Bördeln und Schneiden. Mit 600 W Spitzenleistung und 375 W Dauerleistung kann er auch für alle weiteren 35 kHz-Anwendungen benutzt werden.
Der HandyStar Energy basiert auf dem bewährten Multi Applikations Generator MAG und beherrscht neben dem manuellen Modus die gängigen Schweissmodi wie Zeit und Energie. Die Konverterkühlung durch Druckluft ist integriert und wird bei Bedarf automatisch zugeschalten. Somit minimiert sich der Verbrauch von Kühlluft und Ihre Betriebskosten.

Telsonic -HandyStar Energy


PRODUKT-NEWS

Die Materialherausforderungen von autonomen Fahrzeugtechnologien - Ultraschall- Technologie von Telsonic unterstĂĽtzt die neuen Materialien

Ein Überblick von Dr. Joseph Laux von Telsonic über die vielen Herausforderungen, die bei der Auswahl geeigneter Materialien für die Integration von Technologien für autonome Fahrzeuge zu bewältigen sind.

Ausgangslage
Es besteht kaum ein Zweifel, dass der Automobilsektor für die Einführung und Verbreitung neuer und oft aufregender Technologien in unseren heutigen Fahrzeugen verantwortlich ist. Dieser Trend besteht weiterhin und hat das Ziel, die dem Fahrer zur Verfügung stehenden Sicherheits- und Navigationshilfen kontinuierlich zu verbessern, wobei die Zielsetzung letztlich darin besteht, vollständig autonome Fahrzeuge auf den Markt zu bringen, und zwar mit Fahrerassistenzsystem Level 5 (englisch: Advanced Driver Assistance Systems; ADAS L5). In diesem Stadium werden alle Insassen Passagiere sein.

Während wir als Öffentlichkeit jedes neue Fahrerassistenzsystem gern annehmen und davon profitieren, sind wir uns oft gar nicht bewusst, welche umfangreichen und oft mühsamen Forschungs- und Entwicklungszyklen hinter diesen Innovationen stecken. Diese Zyklen sind nicht nur für die Zulassung der Technologien und Materialien notwendig, sondern auch für deren sichere Integration in unsere Autos.

Telsonic - autonome Fahrzeugtechnologien
Radarsensor Automobilbereich

Technologie – Herausforderungen bei Materialien & Integration
Natürlich mussten in der Automobilbranche mit jeder neuen Innovation schon immer Herausforderungen bewältigt werden. Daher dürfen wir die Zeit und den Aufwand nicht ausser Acht lassen, die investiert wurden, um die heute genutzten Technologien sicher und zuverlässig zu machen. Die aktuellen Levels der Fahrerassistenz reichen von etablierten Systemen wie Parksensoren bis hin zu anspruchsvolleren Fahrerhilfen wie adaptive Geschwindigkeitsregelung, Spurassistent, autonome Notbremsung und mehr (ADAS L2 und L2+). Diese basieren auf einer intelligenten Verschmelzung von Ultraschall-, Kamera-, Radar- und LIDAR-Technologien. Obwohl dies nützliche Sicherheitshilfen sind, hat der Fahrer letztendlich immer noch die volle Kontrolle über das Fahrzeug.

In einem vollständig autonomen Fahrzeug (ADAS L5) werden alle Entscheidungen anhand der Informationen getroffen, die von den verschiedenen Sensortechnologien gewonnen und von den Bordcomputern verarbeitet werden. Daher ist es unbedingt erforderlich, dass die von den verschiedenen Sensoren gewonnenen Daten präzise und konsistent sind, wenn das Fahrzeug seinen Kurs halten, Hindernissen ausweichen, sich an Verkehrsmuster anpassen und sicher funktionieren soll. Jede der verschiedenen Sensortechnologien hat ihre eigenen und jeweils besonderen Stärken und Schwächen. Zum Beispiel funktioniert das Langstrecken-Radar, das bei 75 – 81 GHz arbeitet, bei ungĂĽnstigen Wetterbedingungen besser und ist unter diesen Bedingungen auf Distanz effektiver. LIDAR (Light detection and ranging) hingegen bietet eine bessere Auflösung und ist ideal fĂĽr 3D-Karten, während Kameras kleiner und preiswerter als LIDAR sind und Farben erkennen können – rote oder grĂĽne Ampeln usw. Der Nachteil ist, dass Kameras ein klares Sichtfeld benötigen und anfällig fĂĽr EinflĂĽsse durch Regen, Nebel und Verschmutzung durch die Strassenoberfläche sind.

Telsonic - Torsionales Schweissen von Kunststoff
Torsionales Schweissen von Kunststoff (SONIQTWIST®)

Hier beginnen die Herausforderungen der Integration: Es muss entschieden werden, welche Kombinationen von Technologien verwendet werden sollen, wo sie platziert werden sollen, und vor allem, welche Materialien ausgewählt werden sollen, um sicherzustellen, dass jede der verschiedenen Technologien ihre optimale Leistung erzielen kann. So muss z. B. LIDAR, das mit einer Wellenlänge von 1550 nm arbeitet, in sauberem Zustand gehalten werden, um potenzielle Augenprobleme im Zusammenhang mit 905 nm zu vermeiden. Ausserdem wird es sich in Zukunft um Festkörper-LIDAR handeln, im Gegensatz zu den Drehspiegelsystemen, die heute auf dem Dach von Fahrzeugen zu sehen sind. Die kompakte Bauweise von Festkörper-LIDAR bedeutet, dass es möglich werden könnte, diese Komponente in Scheinwerfermodule, den Frontgrill oder als Teil des Rückspiegels zu integrieren, wobei allerdings die Materialauswahl einen wesentlichen Einfluss darauf haben wird, wie diese Technologie integriert wird.

Das Schutzmaterial, das den Festkörper-LIDAR-Sensor einkapselt, muss bei 1550 nm "transparent" sein. Polycarbonat, das bei dieser Wellenlänge zu 90% transparent ist, scheint ein idealer Kandidat zu sein, ist jedoch anfällig für Schäden durch Steinschlag und den Einfluss von UV-Strahlung. Eine Alternative, die in Erwägung gezogen wird, ist aliphatisches thermoplastisches Urethan (Ali-TPU), das bei 1550 nm ebenfalls zu etwa 90% transparent ist, aber den Vorteil hat, dass es unter UV-Strahlung stabiler und widerstandsfähiger gegen Steinschlagschäden ist.

Die Radartechnologie bringt ihre eigenen Herausforderungen mit sich. Wie bei LIDAR gibt es mindestens zwei Hauptziele – einen sicheren und konsistenten Betrieb gewährleisten und die Integration in das Fahrzeug auf solche Weise ermöglichen, dass die Technologie optimale Leistung liefert, ohne die Ă„sthetik des Designs ĂĽbermässig zu beeinträchtigen. Selbst heute sind traditionelle PDC-Sensoren an den vorderen und hinteren Stossfängern von Autos noch deutlich zu erkennen. Idealerweise wĂĽrden Radarsensoren in die vorderen und hinteren Stossfänger sowie in den Frontgrill integriert, es muss jedoch noch viel Arbeit geleistet werden, um die möglichen Auswirkungen von Lackstärke, Metallic-Lacken, verschiedenen Farben und insbesondere des Trägermaterials und der Wandstärke zu bestimmen. In gleicher Weise, wie Telsonic an der Entwicklung der preisgekrönten SONIQTWIST® Ultraschallschweisslösung fĂĽr PDC-Sensoren an dĂĽnnwandigen Stossfängern massgeblich mitgewirkt hat, arbeitet Telsonic nun mit anderen wichtigen Akteuren zusammen, um Lösungen fĂĽr diese neuen Sensortechnologien zu finden.

Telsonic - autonome Fahrzeugtechnologien Bild 3
Intelligente Verschmelzung von Ultraschall-, Kamera-, Radar- und LIDAR-Technologie

Eine kontinuierliche und proaktive Zusammenarbeit wie diese ist ein wesentlicher Bestandteil des Entwicklungsprozesses, da nicht nur die verschiedenen Sensortechnologien sicher und zuverlässig funktionieren müssen, sondern auch alle Verbindungs- und Montageprozesse für die Produktion unbedingt optimiert werden müssen. Die OEMs der Welt haben jahrelang an der Feinabstimmung der Produktionsprozesse gearbeitet, um die Zeit für jeden Schritt zu reduzieren. Daher müssen alle neuen Prozesse oder Technologien in der Lage sein, zumindest mit den angestrebten Zykluszeiten Schritt zu halten.

Die Ultraschallexperten von Telsonic sind derzeit aktiv an der Evaluierung einer Reihe neuer Materialkandidaten von verschiedenen Anbietern beteiligt. An jedem Material werden Versuche durchgefĂĽhrt, um die optimalen Ultraschall-FĂĽgeparameter wie Frequenz, Amplitude, Druck, Schweisszeit usw. zu ermitteln. DarĂĽber hinaus ist die Evaluierung eines optimierten Designs fĂĽr Verbindungen, Sonotrode und Halterung ein wichtiger Bestandteil der end
gültigen Lösung auf Produktionsebene.

Neben der Arbeit im Zusammenhang mit fortschrittlichen Fahrerassistenztechnologien ist Telsonic auch aktiv an einer Vielzahl von Automobilanwendungen beteiligt. Dies betrifft sowohl aktuelle Modellvarianten einer Reihe von Premium-Fahrzeugherstellern als auch die Entwicklung neuer Anwendungen, die den zunehmenden Einsatz von Kunststoffen im Fahrzeugbau unterstĂĽtzen. Beispiele fĂĽr diese Arbeit sind die Entwicklung von Verbindungskonzepten fĂĽr Kunststoff-Heckklappen und die Integration von Kameratechnik in Komponenten wie Antennen im Haifischflossen-Design und Spoiler usw.

Von Dr. Joseph Laux, Technischer Beirat, TELSONIC AG, Dennis Bazin, Project Engineer, TELSONIC AG und Tom Pettit, Genesis Sales & Marketing Limited


Ultraschall-Kopfnahtmodul VFFS - die Ultraschalltechnologie von Telsonic stellt sich erfolgreich den Herausforderungen heutiger Verpackungen

Die Beliebtheit von Standbodenbeuteln hält an, da sowohl Hersteller als auch Verbraucher von den zahlreichen Vorteilen dieses Verpackungsformats profitieren. Mit dem zunehmenden Einsatz von Standbodenbeuteln steigt auch die Nachfrage nach der Technologie, mit der diese Beutel versiegelt werden. Die neueste Ultraschall-Verpackungstechnologie der Telsonic AG spielt eine SchlĂĽsselrolle – und das nicht nur, um der Nachfrage nach dieser effizienten Technologie gerecht zu werden, sondern auch, weil ein kundenorientierter und ganzheitlicher Ansatz fĂĽr die Planung, Spezifikation und Integration ihrer Systeme geliefert wird.

Telsonic - Ultraschall-Kopfnahtmodul

Es gibt eine Reihe von Eigenschaften, die mit Standbodenbeuteln einhergehen und die der Grund für den steigenden Marktanteil dieses Verpackungskonzepts sind. Im Regal bieten sie eine bessere Möglichkeit, die Produkte erkennen und unterscheiden zu können, und sie sind im Allgemeinen leichter als viele andere alternative Verpackungsarten, was einen effizienteren und kostengünstigeren Transport ermöglicht. Das Konzept lässt sich auch auf eine breite Auswahl verschiedener Produkttypen anwenden, darunter Soßen, verarbeitete Lebensmittel und Tiernahrung. Außerdem eignen sie sich ideal für nachfüllbare Produkte wie Seifen oder Reinigungsmittel.

Unabhängig vom Produkt im Beutel ist es wichtig, dass die Versiegelung am oberen Ende unversehrt bleibt, selbst wenn sich Produkt- partikel im Versiegelungsbereich befinden, und dass das ästhetische Erscheinungsbild der oberen Versiegelung dem der seitlichen Versiegelungen entspricht. Aus Sicht der Produktion muss die Versiegelungstechnologie schnell, benutzerfreundlich, für verschiedene Beutelvarianten rasch umrüstbar und natürlich wartungsfreundlich sein.

Der traditionelle Versiegelungsansatz für diese Art von Verpackungsprodukten besteht in der Verwendung der Thermoversiegelungstechnologie. Obwohl es sich um eine seit langem etablierte Methode handelt, hat das Thermoversiegelungsverfahren einige inhärente Nachteile, darunter die Zeit für das Erreichen der optimalen Betriebstemperatur. Dadurch steigen nicht nur die Stromkosten, sondern es gibt auch negative Auswirkungen auf die Produktivität. Wenn die Versiegelungstemperatur zu hoch oder die Versiegelungszeit zu lang ist, besteht zudem die Möglichkeit, dass die Folie beschädigt wird, wodurch sich wiederum die Ausschussrate erhöht. Auf einem immer anspruchsvolleren Markt ist es von

entscheidender Bedeutung, dass die Versiegelungstechnologie auf dem höchsten Leistungs-, Qualitäts- und Effizienzniveau arbeitet, wenn die Hersteller einen Wettbewerbsvorteil erzielen wollen.

Bei den neuesten Ultraschallinnovationen von Telsonic, die auf einer Ultraschallfrequenz von 30 kHz und einer Leistung von bis zu 2,4 kW basieren, entfallen diese Unzulänglichkeiten des Thermoversiegelungsprozesses, sodass leistungsstarke Lösungen für die obere Versiegelung von Standbodenbeuteln entstehen. Dank dem kompakten digitalen MAG-Generator, der sich leicht in Schaltschränke integrieren lässt, kann diese Technologie mit modularer und platzsparender Bauweise schnell in praktisch allen Abfüllanlagen installiert werden. Es gibt auch Optionen für Antriebssysteme, die entweder über einen Kurbelantrieb mit Servomotor oder pneumatisch betrieben werden können. Ein innovatives Schnellwechselsystem, das durch Selbstausrichtungsfunktionen unterstützt wird, sorgt für extrem kurze Werkzeugwechselzeiten, die zur Aufrechterhaltung höchster Produktivitätsniveaus unerlässlich sind.

Telsonic - Ultraschall-Kopfnahtmodul Bild 2

Die auf einem Servomotor basierende Antriebskonfiguration, bei der Kurbelbewegungen mit 2 × 90 Grad verwendet werden, ermöglicht Produktionsraten von bis zu 70 Zyklen pro Minute bei einer maximalen Versiegelungskraft von 1850 N. Das Kopfnahtmodul SUP von Telsonic kann Beutel mit einer Breite von bis zu 200 mm verschließen und auf Wunsch dekorative Nähte erzeugen. Eine Kombination aus Kühlvorrichtungen für die Sonotrode sowie den Amboss und hochdynamischen Steuerungseigenschaften des MAG-Generators tragen gemeinsam maßgeblich zu einem Höchstmaß an Prozessstabilität und Zuverlässigkeit bei.

Die Bauart des Kopfnahtmoduls SUP von Telsonic bietet eine verbesserte mechanische Stabilität für eine längere Lebensdauer. Da es sich um eine digitale Plattform handelt, profitiert der Anwender von modernster Prozesssteuerung, einer breiten Auswahl von Funktionen sowie von einem hohen Effizienz- und Leistungsniveau. Eingebaute Abläufe zur Selbstprüfung und Fehlerprotokolle sorgen in Verbindung mit dem verfügbaren schnellen Fernwartungsdienst dafür, dass die Ausfallzeiten minimal bleiben. Die Ingenieure und Prozessspezialisten von Telsonic arbeiten auch eng mit den Kunden zusammen, von den ersten Konzeptphasen eines Projekts über die Spezifikation von Komponenten und Modulen bis zur Installation und Inbetriebnahme. Mit ihrer Unterstützung wird ein reibungsloser Übergang zur Produktion sichergestellt.

Produktlink
Weitere Informationen finden Sie hier.


Ultraschall-Schlauchbeutelmodul VFFS - besseres Versiegeln und Trennen von Schlauchbeutel- verpackungen mit Ultraschall

Viele der frischen Produkte in den Supermarktregalen wie Obst, Salat, Gemüse, Kartoffeln, Käse und einige Flüssigkeiten werden in Verpackungen aus Schlauchfolie angeboten. Ein sicheres und zuverlässiges Versiegeln ist unerlässlich, insbesondere im Fall von Lebensmitteln, wenn die Produkte in den Beuteln unversehrt und sicher für den Verzehr bleiben sollen. Das neueste Ultraschall- Schlauchbeutelmodul VFFS von Telsonic sorgt für bessere Versiegelungs- und Trennprozesse bei Schlauchbeutelverpackungen und gleichzeitig für geringere Folienkosten und höhere Produktivität.

Telsonic AG - Ultraschall-Schlauchbeutelmodul VFFS

Das einheitliche und zuverlässige Versiegeln ist ein wesentliches Merkmal jeder Verpackungsanwendung, wenn ein hohes Niveau an Qualität und Produktivität aufrechterhalten werden soll. Es versteht sich daher von selbst, dass Hersteller rasch technologische Entwicklungen nutzen werden, mit denen sich die Verpackungsabläufe verbessern lassen, vor allem, wenn sie gleichzeitig auch die Kosten senken können.

Das neue Ultraschall-Schlauchbeutelmodul VFFS von Telsonic bietet ein breites Spektrum an Vorteilen für die Versiegelungs- und Trennvorgänge bei Schlauchbeutelverpackungen. Zu den wichtigsten Merkmalen dieser Technologie gehört die extrem feste Bauart des Versiegelungsmoduls, die eine perfekte Versiegelungsqualität garantiert, selbst bei Foliendicken unter 35 μm.

Die leistungsstarken und dynamischen Steuerungseigenschaften der MAG-Generatoren, die in der gesamten Verpackungstechnologie von Telsonic zur Anwendung kommen, gewährleisten minimale Ausschussraten, maximale Prozesssicherheit und höchste Zyklusraten. Zu den weiteren Vorteilen des Ultraschall-Versiegelungsverfahrens zählt auch die Tatsache, dass hitzeempfindliche Lebensmittel nicht beeinträchtigt werden, da die Wärmeentwicklung nicht wie bei Thermoversiegelungssystemen durch die Verwendung eines wassergekühlten Ambosses auf ein Minimum beschränkt wird und der eigentliche Versiegelungs-zyklus kurz ist.

Ein typisches Beispiel für einen Bereich, in dem sich diese Technologie aus-zeichnet, ist das Verpacken von Salat in 35 μm dicker BOPP-Schlauchfolie (biaxial orientiertes Polypropylen) mit einer Breite von bis zu 320 mm. Bei solchen Anwendungen sind kurze Zykluszeiten und dichte Versiegelungen erforderlich, auch wenn es in der Versiegelungszone zu einer Produktverunreinigung kommt. Genauso wichtig ist die einheitliche und zuverlässige Trennung der Schlauchbeutel.

Telsonic AG - Ultraschall-Schlauchbeutelmodul VFFS Bild 2

Die Lösung von Telsonic für diese komplexe Füge- und Trennaufgabe basiert auf dem Ultraschall-Schlauchbeutelmodul VFFS. Dieses Gerät enthält zwei Ultraschallsysteme mit 165 mm breiten Sonotroden, die über eine in die Schliesseinheit integrierte Kühlung sowie digitale MAG-Generatoren verfügen, die jeweils eine maximale Leistung von 2,4 kW bei einer Frequenz von 30 kHz haben. Das Schneidemesser kann leicht in das robuste und feste Modul integriert werden, um für einen zuverlässigen Schnitt zu sorgen. Das Versiegelungsmodul, das sich in alle Standard-VFFS-Schlauchbeutelmaschinen integrieren lässt, entweder bei neuen Maschinen oder als Nachrüstung, kann an einen Servomotor mit luftgedämpfter Endposition angeschlossen werden.

Die Bauart des Schlauchbeutelmoduls VFFS von Telsonic bietet eine verbesserte mechanische Stabilität für eine längere Lebensdauer. Da es sich um eine digitale Plattform handelt, profitiert der Anwender von modernster Prozesssteuerung, einer breiten Auswahl von Funktionen sowie von einem hohen Effizienz- und Leistungsniveau. Eingebaute Abläufe zur Selbstprüfung und Fehlerprotokolle sorgen in Verbindung mit dem verfügbaren schnellen Fernwartungsdienst dafür, dass die Ausfallzeiten minimal bleiben. Die Ingenieure und Prozessspezialisten von Telsonic arbeiten auch eng mit den Kunden zusammen, von den ersten Konzeptphasen eines Projekts über die Spezifikation von Komponenten und Modulen bis zur Installation und Inbetriebnahme. Mit ihrer Unterstützung wird ein reibungsloser Übergang zur Produktion sichergestellt.

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Kaffeekapseln geschmackvoll verpackt

Kaffeekapseln sind im Trend und bei Verbrauchern vor allem wegen ihres vollmundigen Geschmacks und der unkomplizierten Zubereitung sehr beliebt.

Grundlage dafür liefern die verwendeten Kaffeesorten, ihre Verarbeitung, der Mahlgrad, die genaue Portionierung, der aromadichte Einschluss in den Kapseln und vor allem der Brühdruck in der Kaffeemaschine. Denn anders als in «normalen» Kaffeeautomaten tröpfelt das heisse Wasser nicht durch das Kaffeepulver, sondern wird unter Druck hindurchgepresst und kann so das Aroma optimal aufnehmen. Dabei spielt auch das in den Kapseln integrierte Filtervlies eine wichtige Rolle. Fürs passgenaue Zuschneiden der kleinen Filter und ihre Befestigung in der Kapsel bieten sich Schneid- und Schweisssysteme an, die mit Ultraschall arbeiten. Wirtschaftliche, technische und nicht zuletzt auch ästhetische sowie kulinarische Gründe sprechen für diese Wahl.

Als Ultraschall werden Schallfrequenzen oberhalb der Hörgrenze bezeichnet, also ab etwa 20 kHz. Zum Schneiden und Schweissen kommen in diesem Fall Frequenzen im Bereich von 35 kHz zum Einsatz. Erzeugt werden sie durch einen Piezo-Konverter, der eine Sonotrode in eine hochfrequente Schwingung versetzt, die in Resonanz besonders wirkungsvoll ist und dabei gleichzeitig wenig Leistung benötigt. So entstehen bei geringer thermischer Belastung von Produkt und Umgebung entweder saubere Schnitte oder hochfeste Fügeverbindungen. Bei Letzteren werden durch die akustischen Schwingungen die Moleküle der zu verbindenden Teile ebenfalls in Schwingung versetzt, was an den Kontaktstellen Wärme erzeugt, die die Materialgrenzen «aufbricht» und die Materialien miteinander verschmilzt.

Telsonic - Kaffeekapseln mit Filtervlies
Kaffeekapseln mit Filtervlies

Technisch und wirtschaftlich ĂĽberzeugend
DarĂĽber hinaus bietet die Ultraschalltechnik aber noch zahlreiche weitere Vorteile, weshalb sie oft etablierte Bearbeitungstechnologien als wirtschaftlichere Alternative ersetzen kann. Davon konnte sich beispielsweise der Verpackungsspezialist TME SpA ĂĽberzeugen, der auch Verpackungslinien fĂĽr Kaffeekapseln fertigt, z.B. fĂĽr den Kaffeehersteller Sara Lee, dessen Dolce Gusto -Kapseln inzwischen global den Markt erobert haben.

Die Vliesstoffe für die am Boden der Kaffeekapseln integrierten Filter müssen heute wirtschaftlich in grossen Stückzahlen und prozesssicher gefertigt werden. Mechanische Trenn- und Fügeverfahren erwiesen sich hier genauso wenig praxisgerecht wie Lasertechniken. Beim Trennen beispielsweise waren die Ränder der Filter oft fransig oder angeschmolzen, was zwar die Funktion der Filter nicht beeinträchtigte, aber der Ästhetik und teilweise sogar dem Geschmack abträglich war. Zudem waren die gewünschten kurzen Taktzeiten kaum realisierbar. Vor allem Laserverfahren erwiesen sich zudem als recht kostenintensiv, da zusätzliche Absaughauben für die Verbrennungsgase installiert werden mussten. Im Gegensatz dazu überzeugen die zum Trennen und Fügen eingesetzten Ultraschallsysteme (Bild 2) heute sowohl in technischer als auch in ökonomischer Hinsicht:

Telsonic - Ultraschall Schneid- und Schweisssysteme
Ultraschall Schneid- und Schweisssysteme

Schnell und sauber: Trennschweissen im Cut-and-Seal Verfahren
Das Filtervlies besteht aus mehreren Schichten. Im ersten Schritt werden die einzelnen Schichten der Vliesfolie miteinander verbunden und gleichzeitig Filtervliese mit Ultraschall ausgeschnitten. Dieses als Cut and Seal oder Trennschweißen bezeichnete Verfahren übernehmen 14 Sonotroden der Telsonic AG, die ebenso wie die darunter sitzenden Schweißambosse perfekt auf die Applikation abgestimmt sind. Der Trennschweiß-Prozess dauert lediglich 200 ms, ist sauber und umweltfreundlich, da kein Schneidmedium notwendig ist. Es gibt keinen Materialverlust, keine Späne und keine Verbrennungsgase wie beim Laserschneiden. Die Schnittkanten sind glatt und sauber, wodurch eine Nachbearbeitung unnötig ist. Obendrein ist Ultraschallschneiden auch noch leise. Es sind also keine Lärmschutzmaßnahmen erforderlich. Bei diesem Ausstanzprozess per Cut-and-Seal-Verfahren werden die Filter auch gleich passgenau in den Kapseln platziert und im nächsten Schritt fest mit der Kapsel verbunden - ebenfalls mit Hilfe von Ultraschall. Auch an dieser Station sind 14 Schweisssonotroden parallel eingesetzt, die mit ähnlicher Geschwindigkeit arbeiten wie das Cut-and-Seal-Verfahren und ebenso saubere Ergebnisse liefern. Dadurch können auf der Anlage pro Minute 800 Kaffeekapseln gefertigt werden. Der Prozess ist zuverlässig und sicher, da das Ultraschallverfahren nur von wenigen Parametern abhängt, die sich einfach einstellen und überwachen lassen. Die Parameter sind die Schweissenergie, -kraft und -zeit sowie die maximale Leistung (Pmax).

Leicht in die Anlage integrierbar
Das Ultraschall-Equipment besteht jeweils aus vier Komponenten, die sich leicht in die Produktionslinie der Kaffeekapseln integrieren lassen: Dem Ultraschall-Generator, der die elektrischen Hochfrequenzschwingungen erzeugt, dem Konverter, der diese in mechanische Schwingungen umwandelt, einem Booster zur Verstärkung der Amplitude und der Sonotrode. Letztere leitet die mechanischen Schwingungen ins Werkstück ein. Konverter, Booster und Sonotrode sind mechanisch fest miteinander gekoppelt und akustisch in Resonanz aufeinander abgestimmt.

Dem Generator kommt eine Schlüsselfunktion zu, da er nicht nur die elektrischen Hochfrequenzschwingungen erzeugt, sondern auch die Verbindung zur übergeordneten Automatisierungstechnik übernimmt. Über moderne Bussysteme können z.B. Schweissparameter angepasst und Resultate in Echtzeit ausgelesen werden. Bei der Produktionsanlage für die Kaffeekapseln beispielsweise geschieht das über EtherCAT und die Daten werden für statistische Auswertungen genutzt. Die externe Sollwert-Vorgabe für Amplitude, Zeit, Energie und maximale Leistung, sowie Soft-Start für grosse Sonotroden und Frequenz-Autotuning sind weitere Eigenschaften, die für eine hohe Prozessstabilität sorgen.

Fürs Stanzen der Filtervliese im Trenn-Schweissverfahren und ihrer Verbindung mit den Kaffeekapseln wurde damit die optimale Technik gefunden, um grosse Stückzahlen wirtschaftlich und präzise zu fertigen. Schweiss- und Stanzqualität sind jederzeit reproduzierbar, alle Prozessparameter lassen sich während der Produktion lückenlos überwachen und bei Bedarf statistisch auswerten. von Jochen Branscheid, Sales Manager für Italien und Spanien bei der Telsonic AG, und Ellen-Christine Reiff, Redaktionsbüro Stutensee


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